Методика химического эксперимента проблемного обучения в системе подготовки к ЕГЭ
статья по химии по теме

Методика химического эксперимента проблемного

обучения в системе подготовки к ЕГЭ

Учащиеся и их родители заинтересованы в получении, а государство - в обеспечении качественного образования. Для этого необходимо использовать современные методы оценки и контроля.

Объективная оценка учебных достижений осуществляется, как  правило, стандартизированными процедурами, при проведении которых все учащиеся находятся в одинаковых (стандартных) условиях и используют примерно одинаковые по свойствам измерительные материалы, т.е. тесты.

В системе подготовки учащихся к ЕГЭ (тестированию) большую роль отводится проблемному обучению и химическим экспериментам.

Характерной особенностью развивающего обучения является широкое использование проблемного подхода, который включает создание проблемной ситуации, понимание проблемы, деятельность, направленную на ее решение, и получение определенных знаний. Проблемный подход предполагает активизацию мыслительной деятельности учащихся при постановке перед ними познавательных задач. Решая эти задачи, ученики могут встретиться с трудностями понимания и осмысления нового учебного материала, т. е. с возникшей проблемной ситуацией.

Проблемная ситуация - это затруднение или противоречие, возникшее в процессе выполнения определенной учебной задачи, для разрешения которой требуются не только имеющиеся знания, но и новые.

Учащиеся быстрее включаются в активную деятельность, если:

- проблемная ситуация вызывает у них не только чувство затруднения, но и уверенность в возможности с ней справиться, т. е. она не слишком проста и не очень для них трудна;

- элемент нового в проблемной ситуации вызывает интерес и способствует мобилизации умственных сил на ее решение.

Следовательно, необходимо, чтобы проблемные ситуации были разнообразными по содержанию и возможным способам решения.

Проблемные ситуации могут возникать в следующих случаях.

При расхождении между имеющимися знаниями и наблюдаемыми новыми фактами и явлениями. Например, ученикам известно, что все основания взаимодействуют с кислотами. Опыт взаимодействия гидроксида алюминия с гидроксидом натрия вызывает недоумение, т. к. в реакцию вступает нерастворимое и растворимое основания.

При расхождении между имеющимися знаниями и новыми условиями их применения. Например, при взаимодействии растворов солей аммония и щелочей происходит выделение газа. Учащиеся затрудняются объяснить сущность данного опыта, т. к. до сих пор они сталкивались только с тем, что при взаимодействии растворов солей и щелочей должен образоваться осадок.

 При расхождении между теоретическими и практическими знаниями. Например, в представлении учащихся вода является растворителем многих веществ, в том числе и солей. Растворение солей они относят к физическим явлениям. Наблюдение гидролиза солей вступает в противоречие с имеющимися практическими знаниями.

Известно, что создавать проблемные ситуации и решать их можно с помощью различных методов, с привлечением наглядных и технических средств обучения, а также с использованием химического эксперимента. Например, при постановке демонстрационных и лабораторных опытов, результаты которых ребята не могут объяснить, используя свои знания, поскольку в этих результатах, как правило, содержится новая информация, для понимания которой нужны новые знания. Такие опыты проводят перед изучением новой темы или отдельного ее вопроса, а также перед обобщением всего пройденного материала. Сначала учащиеся просто наблюдают явления, а затем при возникновении проблемы рассматривают глубоко и всесторонне их сущность.

Демонстрационные и лабораторные опыты в процессе проблемного обучения могут служить как материалом для создания проблемных ситуаций, так и использоваться для их решения.

Следует учесть, что если для доказательства или опровержения гипотезы в ходе решения проблемы могут применяться все опыты, предусмотренные программой, то для создания проблемной ситуации можно использовать отнюдь не каждый опыт. В связи с этим к опытам, с помощью которых преподаватель создает проблему, предъявляются следующие требования:

1) Содержание опытов должно опираться на известные ученикам явления и закономерности и создавать перед ними посильную проблемную ситуацию.

2) Проведению их должен предшествовать показ одного или нескольких опытов, подводящих к пониманию проблемы на основе уже имеющихся знаний.

3) Опыты, с помощью которых ставится проблема, должны вызывать интерес, возбуждать любознательность.

Второе требование оказывается наиболее важным для окончательного выяснения, является опыт проблемным или нет.

Чтобы создавать проблемные ситуации, я сначала анализирую учебный материал с точки зрения содержания, структуры, особенностей его усвоения учениками и возможностей использования опытов для постановки и решения проблем. Поэтому при тематическом планировании учебного материала я предусматриваю время для проведения таких опытов, определяю конкретно урок, на котором можно их использовать и задачи, которые будут решаться с их помощью. Учащихся необходимо научить решать проблемы. Для этого я сначала сама ставлю проблему и показываю пути ее решения, затем проблемные ситуации анализируются под моим руководством. По мере накопления учащимися знаний и овладения преподавателем опытом в использовании проблемногo подхода к обучению ребятам предоставляется все больше самостоятельности как в постановке, так и в решении проблем.

Рассмотрим на лабораторном и демонстрационном опытах, как можно ставить и решать проблемные вопросы при изучении неорганической и органической химии. В кратких методических указаниях по их проведению обращается внимание на следующее: название опыта, его цель, необходимые реактивы и оборудование, актуализация имеющихся знаний, формулировка проблемы, выдвижение гипотезы, решение проблемы, выводы.

Опыт    лабораторный.

Цель. Расширить представление учащихся о химических свойствах солей на при мере взаимодействия их с водой (гидролиз солей).

Реактивы и оборудование. Растворы хлорида натрия, карбоната натрия, сульфата меди(II), гидроксида натрия, соляной кислоты; фенолфталеиновая и универсальная индикаторная бумага.

Актуализация имеющихся знаний. В пробирки с растворами соляной кислоты, гидроксида натрия и водой опускают универсальную индикаторную бумагу. Наблюдают, что в первых двух пробирках ее цвет изменяется, а в пробирке с водой - нет. Учащимся известно, что растворы кислот и оснований (щелочей) изменяют окраску индикаторов. Это обусловлен вой пробирке и гидроксид-ионов - во второй. В воде окраска индикаторов не изменяется из-за отсутствия тех и других ионов.

Создание проблемной ситуации и формулировка проблемы.

 1. В раствор хлорида натрия опускают индикаторную бумагу. Изменения окраски индикаторов не наблюдается.

 2. В растворы карбоната натрия и сульфата меди(II) опускают индикаторную бумагу. В обоих случаях изменяется окраска индикаторов.

До сих пор учащиеся считали, что водный раствор солей - нейтральный, поскольку при диссоциации солей не образуются ни катионы водорода,

ни гидроксид-ионы. Изменение окраски индикаторов в растворах солей вступает в противоречие с имеющимися у них представления ми. На основании этого формулируется проблема: почему водные растворы солей в одних случаях изменяют окраску индикаторов, а в других - нет?

Выдвижение гипотезы. Учащиеся считают, что причина изменения окраски индикаторов в растворах солей обусловлена, по-видимому, присутствием катионов водорода и гидроксид-ионов.

Решение-проблемы и выводы. Опираясь на имеющиеся знания, ученики составляют схемы гидролиза солей в ионной форме и объясняют сущность наблюдаемых явлений. Они устанавливают, что соли, образованные сильными кислотами и основаниями, гидролизу не подвергаются. Соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой, а также сильным основанием и слабой кислотой, взаимодействуют с водой с образованием малодиссоциирующих веществ и освобождением гидроксидионов и катионов водорода.

Опыт демонстрационный

Получение оксида углерода(IV) и испытание его свойств.

Цель. Показать зависимость свойств оксида углерода(lV) от его состава и строения.

Реактивы и оборудование. Кусочки мрамора или известняка, растворы соляной кислоты и универсального индикатора, известковая или баритовая вода, сильно разбавленный раствор гидроксида натрия; газоотводная трубка для получения оксида углерода(lV), лабораторный штатив, пробирки.

Актуализация имеющихся знаний. Учащимся из курса химии 8- го класса известны общие свойства оксидов неметаллов. Они разбираются также в свойствах оснований, кислот и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации. Во время вводной беседы они восстанавливают в памяти свойства этих веществ.

Создание проблемной ситуации и формулировка проблемы. По составу оксид углерода(IV) относится к оксидам неметаллов. Рассматривая электронную формулу оксида углерода(IV), отмечается насыщенность связей углерода с кислородом и их прочность (ковалентные неполярные связи). Значит, оксид углерода(IV) - соединение, в котором произошло полное окисление атома углерода. Это дает возможность утверждать, что оксид углерода(IV) способен проявлять общие свойства оксидов неметаллов. Ставится проблема: про верить опытным путем, будет ли оксид углерода(IV) взаимодействовать с водой и щелочами.

Выдвижение гипотезы. Учащиеся предполагают, что оксид углерода(IV) проявляет химические свойства, сходные с общими свойствами оксидов неметаллов.

Решение проблемы и выводы. Опыты демонстрирует преподаватель, или их выполняют учащиеся.

1. В прибор для получения оксида углерода(IV) опускают кусочки мрамора или известняка и добавляют раствор соляной кислоты (1 :4). Наблюдается выделение пузырьков газа - оксида углерода(IV).

2. В пробирку с водой, подкрашенной раствором универсального индикатора, пропускают оксид углерода(IV). Наблюдается изменение окраски индикатора.

3. Сначала в пробирку с известковой водой, а затем в пробирку с сильно разбавленным раствором гидроксида натрия, подкрашенного универсальным индикатором, пропускают оксид углерода(IV).

 В первой пробирке наблюдается помутнение раствора, во второй - его обесцвечивание.

Учащиеся объясняют сущность наблюдаемых опытов, составляют уравнения реакций и приходят к выводу, что оксид углерода(IV) проявляет общие свойства оксидов неметаллов и получают его так же, как и большинство газообразных оксидов.

Таким образом, опыты, с помощью которых перед учащимися можно ставить проблемы, сами по себе не могут решить все задачи урока. Они становятся лишь одним из средств активизации мыслительной деятельности учащихся, поскольку помогают в наглядной форме противопоставить неизвестное известному и побуждают ребят к поиску путей решения возникшей проблемы. Только в совокупности с другими средствами, методами и приемами такие опыты приобретают важное значение в обучении химии, в т.ч. и в подготовке к ЕГЭ